Динамика растительного покрова

Август 3, 2022

Главная
Экология
Динамика растительного покрова

Содержание

2. План лекции: 1. Динамика фитоценозов 2. Динамика растительности 3. Концепция климакса в растительности
3. Изменения, происходящие с фитоценозом (экосистема, растительный покров) под воздействием сил извне и внутренних противоречий его развития
4. Динамика фитоценозов – это изменения в пределах фитоценоза, не сопровождающие заменой эдификатора, резким изменением видового состава
5. Типы изменений фитоценозов (по: Александрова, 1964) 1. Суточные изменения (ритмика жизнедеятельности растений в течение суток)
6. 2. Сезонная динамика - ритмика развития растений в течение сезона (аспектность) Рис. 1. Фенологический спектр (а)
7. Аспект растительный - внешний вид или физиономия растительного сообщества; зависит от флористического состава и ярусного строения
8. Аспектирование смолки и нивяника на суходольном лугу
9. Аспекты горца змеиного (сырой луг) горлюхи ястребинковой (суходольный луг)
10. Сезонные изменения под пологом древостоя в лесу
11. Ранневесенний аспект ветреницы лютиковой в сероольшанике ветреницы дубравной в елово-березовом лесу
12. Динамика производительности (в относительных единицах) в различных типах растительности (Быков, 1953)
13. 3. Погодичные или разногодичные изменения, или флюктуации Флюктуации – ненаправленные, различно ориентированные или циклические (с циклом
14. Флуктуации, вызванные изменением фитоциклических условий по годам РИС. 2. Сопоставление сроков развития ранневесенних эфемероидов и древесных
15. Флуктуации, вызванные изменением фитоциклических условий по годам Продуктивность фитоценозов – это способность растений и их сочетаний
16. Динамика фитоценозов: 4) возрастные изменения (изменение возрастной структуры популяций растений) 5) непрерывно идущие процессы возобновления 6)
17. Динамика растительности – это однонаправленные изменения, приводящие к смене одного фитоценоза другим.
18. I. Катастрофические нарушения, вызванные природными явлениями (ветровал, пожар) Нарушения, вызванные антропогенным фактором (рубка и атмосферное загрязнение
19. Сукцессия (от лат. succesio — преемственность, наследование) — последовательная необратимая и закономерная смена одного сообщества другим
21. Автогенные сукцессии (эндодинамические смены) - смены, вызванные внутренними причинами: 1. Сингенез – смены вызваны изменением взаимоотношений
22. 2. Эндоэкогенез: каменистая сукцессия
23. 2. Эндоэкогенез: песчаная сукцессия
24. Сукцессионный ряд эндоэкогенеза:
25. Первичная сукцессия в пространстве
26. Сложная автогенная сукцессия водных фитоценозов Рис. 1. Схема зарастания озера: - зона осок; - зона тростников
28. Схема зарастания водоема через образование сплавин
30. Сложная автогенная сукцессия 1 фаза: осоковое (низинное) болото 2 фаза: шейхцериево-сфагновое болото 3 фаза: пушицево-сфагновое болото
31. Аллогенные сукцессии (экзодинамические смены) – смены, вызванные внешними по отношению к фитоценозу причинами Гейтогенез – смены,
32. Гейтогенез
33. Неправильный выпас скота
34. Гологенез – смены, вызванные внешними причинами и связанные с изменениями, охватывающие целые ландшафты. Примеры: Природный гологенез:
35. Пойма – самая широкая, покрытая растительностью часть дна речной долины, которая полностью или частично затапливается во
44. Закономерности сукцессии На начальных стадиях видовое разнообразие незначительно, продуктивность и биомасса малы, по мере развития сукцессии
45. Замена аллогенной сукцессии на восстановительную автогенную сукцессию
46. Зарастание заброшенной пашни и вырубки (смена аллогенной на восстановительную автогенную сукцессию)
47. III. Эволюция фитоценозов (филоценозенез по Сукачеву, 1954) Эволюция фитоценозов – эволюционное изменение фитоценозов, связанный с образованием
48. Примеры природной эволюции ландшафт силура (410 мнл. лет назад): формирование сообществ первых сухопутных растений ландшафт карбона
49. Антропогенная эволюция: Целенаправленная Примеры: - Замена естественной растительности на искусственные фитоценозы - Интродукция видов из других
50. Классификация сукцессий фитоценозов
53. КЛИМАКС (от греч. Klimax – лестница) – относительно стабильное состояние растительности, возникающее в результате автогенных и
56. Исходя из того, что характер климакса зависит от особенностей растительности и природных условии, Уиттекер предлагал различать
58. Скачать презентацию

Слайд 2

План лекции:
1. Динамика фитоценозов
2. Динамика растительности
3. Концепция климакса в растительности

Слайд 3

Изменения, происходящие с фитоценозом (экосистема, растительный покров) под воздействием сил извне

и внутренних противоречий его развития рассматриваются как динамика.

Слайд 4

Динамика фитоценозов – это изменения в пределах фитоценоза, не сопровождающие

заменой эдификатора, резким изменением видового состава и структуры фитоценоза.

Слайд 5

Типы изменений фитоценозов (по: Александрова, 1964) 1. Суточные изменения (ритмика жизнедеятельности растений

в течение суток)

Слайд 6

2. Сезонная динамика - ритмика развития растений в течение сезона (аспектность)
Рис.

1. Фенологический спектр (а) и кривая цветения растений (б) остепненного луга в пойме реки Лены (по: Кононов, 1982):
1. вегетация,
2. бутонизация,
3. цветение,
4. созревание плодов и семян,
5. осыпание плодов и семян,
6. отмирание.

Слайд 7

Аспект растительный - внешний вид или физиономия растительного сообщества; зависит от флористического состава

и ярусного строения сообщества, встречаемости видов и их ритмологической фазы.

Аспект - сезонные смены растительности, вызванные разными сроками прохождения растениями тех или иных фаз сезонного состояния.

Слайд 8

Аспектирование смолки и нивяника на суходольном лугу

Слайд 9

Аспекты горца змеиного (сырой луг) горлюхи ястребинковой (суходольный луг)

Слайд 10

Сезонные изменения под пологом древостоя в лесу

Слайд 11

Ранневесенний аспект ветреницы лютиковой в сероольшанике ветреницы дубравной в елово-березовом

лесу

Слайд 12

Динамика производительности (в относительных единицах) в различных типах растительности (Быков, 1953)

Слайд 13

3. Погодичные или разногодичные изменения, или флюктуации
Флюктуации – ненаправленные, различно

ориентированные или циклические (с циклом не более 10 лет, по Т.А. Работнову) изменения разногодичные растительного сообщества, завершающиеся возвратом к близкому к исходному состоянию.
Причины:
экотопические условия (метеорологические, гидрологические и др. условия экотопа),
зоогенные условия, вызванные интенсивностью и особенностями деятельности животных, обитающих в фитоценозе,
фитоциклические условия (особенности жизненного цикла, урожайности семян, развития вегетативной массы растении и других особенностей, меняющиеся по годам)
фитопаразитарные условия (обусловленные периодичностью размножения паразитарных грибов и др.).
антропогенные условия

Слайд 14

Флуктуации, вызванные изменением фитоциклических условий по годам
РИС. 2. Сопоставление сроков развития

ранневесенних эфемероидов и древесных пород в разные годы (по: Горышина, 1969):
1 – цветение Scilla sibirica;
2 – цветение Corylus halleri;
3 – развитие листвы у кустарничков и подроста;
4 – у древесного полога

Слайд 15

Флуктуации, вызванные изменением фитоциклических условий по годам
Продуктивность фитоценозов – это способность растений и их сочетаний создавать

органическое вещество.
Биомасса– общее количество живого органического вещества в надземной и подземной частях биоценоза.

Фазы развития: 15(25) – вейникового луга, 25(50) – зарастания кустарником, 75(100) - березового или осинового леса, 125 (175) - смешанного сосново-лиственного леса,150 (200) – сосново-кедрового леса, 200 (250) - кедрово-пихтового леса

Слайд 16

Динамика фитоценозов:
4) возрастные изменения (изменение возрастной структуры популяций растений)
5) непрерывно идущие

процессы возобновления
6) микроэволюции самих видов растений

Слайд 17

Динамика растительности – это однонаправленные изменения, приводящие к смене одного фитоценоза

другим.

Слайд 18

I. Катастрофические нарушения, вызванные природными явлениями (ветровал, пожар)
Нарушения, вызванные антропогенным фактором (рубка и

атмосферное загрязнение леса)

Слайд 19

Сукцессия (от лат. succesio — преемственность, наследование) — последовательная необратимая и закономерная смена одного

сообщества другим на определённом участке среды.

Слайд 20

Слайд 21

Автогенные сукцессии (эндодинамические смены) - смены, вызванные внутренними причинами:
1. Сингенез

– смены вызваны изменением взаимоотношений между растениями в сообществе.
Пример: сообщества однолетников с R-стратегией→сообщества двулетников с S-стратегией→ сообщества многолетников с RC, SC, RCS-стратегией
2. Эндоэкогенез – смены, вызванные изменением условий среды под влиянием жизнедеятельности растений
Примеры: скальная, каменистая, песчаная сукцессии; лесная, луговая, водная, болотная сукцессии

Слайд 22

2. Эндоэкогенез: каменистая сукцессия

Слайд 23

2. Эндоэкогенез: песчаная сукцессия

Слайд 24

Сукцессионный ряд эндоэкогенеза:

Слайд 25

Первичная сукцессия в пространстве

Слайд 26

Сложная автогенная сукцессия водных фитоценозов
Рис. 1. Схема зарастания озера:
- зона осок;

- зона тростников до глубины 2 м;
зона рогозов до глубины 3 м;
зона кувшинок до глубины 4 м;
зона рдестов до глубины 3-5 (6) м;
зона мхов и харовых до глубины 8 м;
зона планктона
Грунты: 1 — осоковый торф; 2 — тростниковый и рогозовый торф; 3 — сапропелевый торф; 4 - сапропелит;
материк

Зонное распределение растительных сообществ

Слайд 27

Слайд 28

Схема зарастания водоема через образование сплавин

Слайд 29

Слайд 30

Сложная автогенная сукцессия
1 фаза: осоковое (низинное) болото
2 фаза: шейхцериево-сфагновое болото
3

фаза: пушицево-сфагновое болото
4 фаза: сосново-сфагновое болото

Слайд 31

Аллогенные сукцессии (экзодинамические смены) – смены, вызванные внешними по отношению

к фитоценозу причинами

Гейтогенез – смены, вызванные внешними причинами и связанные с изменениями, протекающими в одном - нескольких сообществах (т.е. локальные изменения конкретных фитоценозов).
Примеры:
– Сукцессия, вызванная влиянием на сообщество радиации, промышленного загрязнения, пожара;
– Сукцессия под влиянием выпаса скота на лугу (замена высокотравья пастбищным низкотравьем);
– Рекреация (влияние на растительность отдыха людей);
– Эвтрофирование водоемов

Слайд 32

Гейтогенез

Слайд 33

Неправильный выпас скота

Слайд 34

Гологенез – смены, вызванные внешними причинами и связанные с изменениями, охватывающие

целые ландшафты.
Примеры:
Природный гологенез: изменение растительности при развитии речной долины;
Антропогенный гологенез: изменение растительности под влиянием строительства гидротехнических сооружений

Слайд 35

Пойма – самая широкая, покрытая растительностью часть дна речной долины, которая

полностью или частично затапливается во время половодья и паводков.

Слайд 36

Слайд 37

Слайд 38

Слайд 39

Слайд 40

Слайд 41

Слайд 42

Слайд 43

Слайд 44

Закономерности сукцессии
На начальных стадиях видовое разнообразие незначительно, продуктивность и биомасса малы,

по мере развития сукцессии показатели возрастают.
По мере развития сукцессии возрастает число биотических взаимоотношений (особенно симбиотрофных), усложняются цепи питания, уменьшается количество свободных экологических ниш. Интенсифицируются процессы круговороты веществ, энергии и дыхания экосистемы.
Каждый последующий этап сукцессии длится дольше предыдущего, характеризуется более высоким значением отношения биомассы к величине потока энергии, а также своими видами-доминантами.
Скорость сукцессии сильно зависит от продолжительности жизни тех организмов, которые влияют на функционирование экосистемы (автотрофов).
Продолжительность последних стадий сукцессии велика, однако динамические процессы при этом не приостанавливаются, а лишь замедляются. Большая часть процессов на этих стадиях - динамические, циклические процессы.
В зрелой стадии климаксного сообщества биомасса экосистемы достигает максимума или близких к максимуму значений, однако в самом климаксном сообществе продуктивность несколько ниже.

Слайд 45

Замена аллогенной сукцессии на восстановительную автогенную сукцессию

Слайд 46

Зарастание заброшенной пашни и вырубки (смена аллогенной на восстановительную автогенную сукцессию)

Слайд 47

III. Эволюция фитоценозов (филоценозенез по Сукачеву, 1954)
Эволюция фитоценозов – эволюционное изменение

фитоценозов, связанный с образованием новых ранее неизвестных природе типов растительности.
Эволюция растительности как природный процесс протекает в геологических масштабах времени.
Эволюция может идти по пути арогенеза (обогащения фитоценозов новыми видами) или катогенеза (регрессивного развития, связанного с их упрощением.

Слайд 48

Примеры природной эволюции
ландшафт силура (410 мнл. лет назад): формирование сообществ первых

сухопутных растений

ландшафт карбона (330 -320 мнл. лет назад): сообщества древовидных плаунов, хвощей и папоротников)

ландшафт триаса мезозоя (230 мнл. лет назад): растительность теплолюбивых голосеменных растений

ландшафт мелового периода в мезозое (140 мнл. лет назад): формирование растительности с господство покрытосеменных растений)

Слайд 49

Антропогенная эволюция:
Целенаправленная
Примеры:
- Замена естественной растительности на искусственные фитоценозы
- Интродукция

видов из других районов и включение их в состав естественных или искусственных фитоценозов
- Конструирование новых типов искусственных фитоценозов (полевых, лесных, парковых, рекультивационных на техногенных субстратах)
2. Стихийная
Примеры:
Уничтожение части видов и снижение генотипического разнообразия сохранившихся видов
Возникновение новых устойчивых к влиянию человека вторичных типов фитоценозов
Формирование новых фитоценозов на антропогенных субстратах вследствие их самозарастания
Занос видов в новые районы

Слайд 50

Классификация сукцессий фитоценозов

Слайд 51

Слайд 52

Слайд 53

КЛИМАКС (от греч. Klimax – лестница) – относительно стабильное состояние растительности,

возникающее в результате автогенных и аллогенных сукцессий.
Термин введен в 1901 году американскими исследователями Г. Уитфордом и Г. Каулсом.
.

КЛИМАКСОВОЕ СООБЩЕСТВО — устойчивое, равновесное по отношению к внешней среде сообщество, возникающее в результате сукцессии.

Слайд 54

Слайд 55

Слайд 56

Исходя из того, что характер климакса зависит от особенностей растительности

и природных условии, Уиттекер предлагал различать типы климакса по соотношению длительности жизни доминантов и продолжительности процесса формирования устойчивого сообщества. Его система включала:

Аклимакс – в сообществе доминируют организмы время генерации которых меньше, чем цикл изменении условии среды. Флуктуации сообществ беспрестанны. Климаксовые и серийные сообщества неразличимы.
Примером аклимакса является океанический планктон: состав быстро размножающихся водорослей варьирует ежесуточно в зависимости от погодных условий. Различить стадии сукцессии невозможно.
Циклоклимакс – цикл генерации доминантов совпадает с годичными колебаниями условий среды. Климакс может быть охарактеризован главными доминантами-однолетниками, но серийные сообщества от него неотличимы.
В качестве примера Уиттекер приводит – синузия однолетников в пустыне.
Кaтaклимакс – генерация доминантов происходит в период между повторяющимися воздействиями среды, уничтожающими растительность (пожары, заносы и т.д.). Климаксовые и серийные сообщества в большей или меньшей степени различимы.